Bratislavský železničný tunel

Cieľom modernizácie koľaje č. 1 v Bratislavskom železničnom tuneli bolo odstrániť zlý technický stav koľajového zvršku použitím novej modernej konštrukcie pevnej jazdnej dráhy. Súčasne s rekonštrukciou koľajového zvršku sa rekonštruovali všetky dotknuté zariadenia a časti tunelovej rúry.

Bratislavský železničný tunel bol v rokoch 1844 až 1848 vybudovaný pôvodne ako dvojkoľajový s celkovou dĺžkou 703,60 m. Pri razení tunelovej rúry sa použila rakúska metóda otvárania výrubu. Predĺženie vtedajšej Bratislavskej hlavnej železničnej stanice v rokoch 1899 až 1900 si vyžiadalo skrátenie tunela o 110 m, pri ktorom sa v januári 1900 zrútilo následkom stálych dažďov asi 40 m tunelovej obmurovky. Značné zemné tlaky spôsobili deformácie tunelovej obmurovky, takže bolo nevyhnutné tunelovú rúru vystužiť zosilňujúcimi prstencami (rebrami). Z dvojkoľajového tunela sa stal jednokoľajový. Deformácie sa ustálili a k dnešnému dňu sa javia ako stabilné.

Modernizácia

Bratislavský železničný tunel č. 1 leží na dvojkoľajovej železničnej trati Kúty – Štúrovo v úseku ohraničenom žkm 53,113 700 – 53,706 200. Rekonštrukčné práce na objekte Bratislavského železničného tunela č. 1 sa rea­lizovali postupne po etapách:

• v roku 1983 sa vykonala obnova koľaje,
• v rokoch 1984 – 2005 sa vykonala celková rekonštrukcia tunelovej rúry vrátane odvodnenia.

Na sanáciu pôvodného ostenia (tehlovej obmurovky tunela) sa použilo v minulosti niekoľko technológií, ako sú injektáž, kotvenie, striekané betóny a liate betóny sekundárneho ostenia. Konečná povrchová úprava tunelovej rúry spočívala v osadení oceľových skruží IS-TUBOSIDER, ktoré slúžili ako stratené debnenie.

Cieľom modernizácie koľaje č. 1 v Bratislavskom železničnom tuneli bolo odstrániť zlý technický stav koľajového zvršku použitím novej modernej konštrukcie pevnej jazdnej dráhy. Súčasne s rekonštrukciou koľajového zvršku sa rekonštruovali všetky dot­knuté zariadenia a časti tunelovej rúry. Koľaj č. 1 v tuneli bola v nevyhovujúcom stave pre zlú údržbu upevňovadiel vyplývajúcu zo zlého stavu zabetónovaných drevených podvalov. Podvaly boli popraskané, väčšina prehnitá. Zároveň vznikali poruchy trakčného vedenia spôsobené pretekajúcou vodou a vytváraním cencúľov v klenbe tunela v zimnom období. K priesakom dochádzalo v miestach, kde sa v minulosti nenaprojektovala a ani nezrealizovala fóliová hydroizolácia. Odstránením priesakov v tunelovej rúre sa zamedzilo poruchám trakčného vedenia.

Vzorový priečny rez v mieste štandardného profilu je na obr. 1.

Postup prác – opis stavebných objektov

Dokumentácia na realizáciu stavby prešla oproti pôvodnej dokumentácii na stavebné povolenie (Prodex, s. r. o., rok 2012) viacerými zmenami technického riešenia, ktoré boli navrhnuté z dôvodu optimalizácie technických riešení a technologických postupov s prihliadnutím na použitie konkrétnych materiálov, ale najmä z dôvodu zmien technických predpisov a noriem. Optimalizácia technického riešenia je zhrnutá v tab. 1.

Tab.1  Optimalizácia technického riešenia

Búracie práce

Po odstránení pôvodného koľajového zvršku koľaje č. 1 a príslušných káblových vedení boli búracie práce rozdelené do troch etáp:

• v rámci prvej etapy sa odstránili poklopy bočných káblových žľabov, kryty stredovej tunelovej stoky, ako aj bočné káblové žľaby a následne sa začali búracie práce chodníkov a búracie práce na prehĺbení stredovej tunelovej stoky,
• v druhej etape sa geodeticky zamerali body reprezentujúce výškovú úroveň plochy, kto­rú bolo potrebné dosiahnuť ako konštrukč­nú pláň na realizáciu pevnej jazdnej dráhy (PJD),
• v tretej etape sa zrealizovalo v mieste pôvodných drenážnych zvodov prehĺbenie na osadenie priečnych drenážnych potrubí zabezpečujúcich odvedenie vody spoza klenby a napojenie na jestvujúce potrubie stredovej tunelovej stoky PP DN 400 SN10.

Železničný zvršok

Konštrukciu železničného zvršku tvoria prefabrikované železobetónové dosky systému PORR, ktoré sú monoliticky spojené so spodnou klenbou tunela a nahrádzajú koľajový rošt. Doska PJD má základné rozmery 4 760 × 2 400 × 160 mm a má osem upevňovacích uzlov po 600 mm. Uzly sú tvarovo vyrobené pre systém upevnenia koľajníc typu UIC 60E2 v sklone 1 : 40 s upevnením Vossloh W 300-1 (trať v kategórii TEN-T). Celkovo sa osadilo 124 kusov dosiek PJD. Konštrukcia PJD bola uložená na asanovanú spodnú časť tunelovej rúry, kde sa rekonštruovala pozdĺžna stredová odvodňovacia stoka. Spodná stavba tunelovej rúry sa rekonštruovala tak, aby vytvorila základnú montážnu rovinu pre PJD. Do spodnej stavby tunelovej rúry sa osadili oceľové tŕne DN ∅ 20 mm s dĺžkou 300 mm na previazanie vyrovnávacej betónovej vrstvy a spodnej klenby tunela.

Na vytvorenie plynulého prechodu tuhosti medzi koľajovým lôžkom a PJD sa zriadili prechodové oblasti, ktoré sú vzhľadom na súčasný stav (max. rýchlosť do 60 km/h) tvorené kombináciou stmeleného koľajového lôžka a koľajového roštu s betónovými podvalmi typu ŽPSV. V smere zo železničnej stanice Bratislava hlavná stanica do stanice Lamač – Lamačský portál má prechodová oblasť dĺžku 18,020 m. Prechodovú oblasť za doskami PJD tvorí 30 kusov podvalov BV 08 (obr. 6). V smere do železničnej stanice Bratislava hlavná stanica – Bratislavský portál je konštrukcia PJD osadená bezprostredne za výhybkami koľajového rozvetvenia železničnej stanice. Vzhľadom na takéto priestorové podmienky a veľkú tuhosť konštrukcie železničného zvršku sa zrealizovala prechodová oblasť s dĺžkou 5,592 m tvorená siedmimi kusmi podvalov a dvomi kusmi drevených bukových podvalov s rozpätím 600 mm. Koľajové lôžko s frakciou 32/63 mm sa objemovo stmelilo dvojzložkovou živicou, pričom toto stmelenie sa vykonalo v premennom objeme a v dvoch fázach. Prvá sa uskutočnila pri realizácii prác (pod ložnou plochou podvalov), druhá sa uskutoční po jednoročnej prevádzke (v medzipodvalových priestoroch a za hlavami podvalov). Pôvodný stav železničného zvršku v Bratislavskom tuneli č. 1, Lamačskom portáli, je na obr. 2.

Odstránenie priesakov v tuneli

Pri odstránení priesakov v tuneli bolo treba navrhnúť také technické opatrenia, ktoré majú zamedziť presakovaniu horninovej vody cez oceľový plášť IS-TUBOSIDERA a následnému kvapkaniu vody na trakčné vedenie, koľajisko a vlakové súpravy. Zároveň majú odkloniť priesakové vody do jestvujúceho drenážneho systému za ostením tunela.

Na utesnenie trhliniek a prasklín vo výplňovom betóne, ktorý sa nachádza za oceľovým tubosiderom, a netesností skrutkovaných spojov oceľového tubosidera sa použila injektáž pomocou dvojzložkovej polyuretánovej živice CarboPur WF. Navrhnuté rozmiestnenie vrtov systematickej tesniacej injektáže sledovalo priečne skrutkované spoje jednotlivých oceľových skruží tubosidera.

Úprava chodníkov tunela

Bočnú hranu oboch chodníkov tvorí prefabrikovaný káblový žľab KK3 s vonkajšími rozmermi 610 × 290 × 1 000 mm (š. × v. × d.), ktorý je v celej dĺžke prekrytý vystuženými prefabrikovanými zákrytovými doskami. Po definitívnom uložení a vyrovnaní poklopov káblových žľabov sa škáry medzi jednotlivými prefabrikátmi utesnili mikroporéznym povrazcom a vyplnili asfaltovou zálievkou za horúca. Priestor medzi káblovým žľabom a ostením tubosidera sa vyplnil betónom. Vrchná pochôdzková vrstva chodníka (medzi káblovým žľabom a tubosiderom) je zhotovená z betónu s hrúbkou 120 mm. V päte ostenia sa nachádza povrchový pozdĺžny odvodňovací žliabok s rozmermi 70 × 50 mm (š. × v.), ktorý bude pomocou bodových vpustí odvádzať prípadné vody z povrchu chodníka do priečnych drenážnych prepojení. Pozdĺžny sklon pochôdznej vrstvy oboch chodníkov je zhodný s niveletou a pozdĺžnym sklonom STKP novej PJD. Pochôdzna vrstva chodníkov je rozdelená systémom pozdĺžnych a priečnych rezaných pracovných škár, ktoré sú vyplnené pružno-plastickou zálievkou. Pevnú jazdnú dráhu, káblové žľaby a chodníky vidieť na obr. 3.

Požiarny uzáver spojovacej chodby medzi tunelmi č. 1 a 2

V rámci návrhu modernizácie koľajového zvršku v Bratislavskom tuneli č. 1 bolo treba riešiť aj protipožiarnu bezpečnosť – oddelenie tunelových rúr pomocou požiarnej deliacej konštrukcie. Z tohto dôvodu sa v priečnej spojovacej chodbe zrealizovala požiarna deliaca stena s hrúbkou 250 mm, do ktorej sa osadili dvojkrídlové požiarnobezpečnostné dvere z nehrdzavejúcej ocele so svetlými rozmermi 1 400 × 2 000 mm a požiarnou odolnosťou EI1 90 – S,C. Konštrukcia priečky je osadená vo vzdialenosti 4 000 mm od zvislej osi pevnej jazdnej dráhy tunela č. 1.

Rekonštrukcia odvodnenia tunela

Hlavná tunelová stoka s kruhovým profilom je navrhnutá z potrubia PP DN 400 SN10 s možnosťou preplachu 120 barov pri čistení a je osadená presne vo zvislej osi pevnej jazdnej dráhy. Dno potrubia sa nachádza 880 mm pod STKP.

Priečne drenážne prepojenia

V minulosti horninová voda odtekala kútovými zvodnicami umiestnenými v každom nezosilnenom páse tunela. Zvodnice boli zaústené do zberných kanálov umiestnených približne v strede pásu.

Zrealizované priečne drenážne prepojenia (PP DN110) budú odvádzať horninovú vodu pritekajúcu zo zberných kanálov spoza ostenia tunela do hlavnej tunelovej stoky. Priečne drenážne prepojenia, ktoré sa nachádzajú v tesnej blízkosti revíznych šácht hlavného kanalizačného zberača, sú doplnené o tvarovku PVC DN 110/110-87°, ktorá slúži na zaústenie odvodnenia povrchu chodníka (obr. 4).

Revízne šachty na stredovej tunelovej stoke

Revízne šachty na hlavnej tunelovej stoke (PP DN 400 SN10) sú umiestnené pozdĺž celého tunela vo vzájomnej vzdialenosti približne 50,40 m a sú osadené vždy vo zvislici prechádzajúcej osou pevnej jazdnej dráhy v mieste konštrukčného otvoru železobetónovej prefabrikovanej dosky PJD (obr. 5).

Každá revízna šachta je vytvorená bezhrdlovou tvarovkou KGEA DN 400/400 a prekrytá plastovým poklopom DN 400 A15. Revízna šachta Š0 osadená v mieste Lamačského portálu je vytvorená pomocou tvarovky KGEA PP DN 400/400-90° a prekrytá plastovým poklopom DN 400 A15.

Vpustové šachty

Samotnú vpustovú šachtu na odvodnenie povrchu chodníkov tvorí jednoduchá odboč­ka PVC DN 110/110-87°, ktorá slúži na zaústenie odvodnenia povrchu chodníka (obr. 4). Na hrdlo tejto tvarovky bol nasunutý zvislý priamy kus PP DN110 s dĺžkou 300 mm tak, aby bolo možné v mieste hrdlového spoja zrealizovať inklináciu asi 3 – 4°. Počas realizácie finálnej pochôdznej konštrukcie chodníkov (tesne pred samotnou betonážou) sa zvislá časť potrubia PP DN110 zrezala na požadovanú dĺžku a následne sa osadil uzamykateľný rošt z nehrdzavejúcej ocele s rozmermi 240 × 240 mm.

Doplnenie drenážneho systému

Počas realizácie prác na objekte odvodnenia tunela sa zistilo vzlínanie vody cez konštrukciu spodnej klenby a priesaky horninovej vody popod oceľovú konštrukciu tubosidera. Bolo preto treba navrhnúť doplnené drenážne odvodnenie, ktoré pozostávalo z priečneho a pozdĺžneho drenážneho odvodnenia.

Priečne drenážne odvodnenie

Presná lokalizácia úsekov, kde dochádza k vzlínaniu a priesakom horninovej vody do tunelovej rúry, sa určila pomocou odporového merania georadarom. V daných úsekoch sa zrealizovali priečne drenážne rebrá so šírkou 400 mm s vloženými drenážnymi rúrkami DN110 (PVC-U, PP), ktoré sú zaústené do stredovej tunelovej stoky DN400. Drenážne odvodňovacie rúrky sú uložené na podkladovom betóne a obsypané triedeným materiálom s frakciou 32/63.

Pozdĺžne drenážne odvodnenie

Pozdĺžne drenážne odvodnenie má odvádzať horninové vody presakujúce popod oceľovú konštrukciu tubosidera. Pozdĺžne drenážne odvodnenie DN110-220° (PVC-U, PP) je uložené na jestvujúci povrch z vyrovnávajúceho betónu a do stredovej tunelovej stoky je zaústené pomocou doplneného priečneho drenážneho odvodnenia. V tesnej blízkosti doplnených priečnych prepojení sa zrealizovali malé čistiace šachty.

Záver

Výsledkom modernizácie koľaje č. 1 a súvisiacich stavebných objektov v Bratislavskom tuneli je zníženie nárokov na údržbu koľaje, zvýšenie bezpečnosti a kvality železničnej dopravy. Výsledný zmodernizovaný stav železničného zvršku v prechodovej oblasti na úseku Lamačského portálu je vidieť na obr. 6.

Názov tunela: Bratislavský tunel č. 1
Miesto stavby: Bratislava I-Staré Mesto, Bratislavský tunel č. 1
Investor: Železnice Slovenskej republiky, Bratislava
Generálny dodávateľ prác: Viamont DSP, a. s., Ústí nad Labem-Střekov
OZ: Viamont DSP, a. s., Bratislava
Subdodávateľ prác: Slovenské tunely, Bratislava
Generálny projektant: PRODEX, s. r. o., Bratislava
Projektant DRS: TAROSI, c.c., s. r. o., Bratislava
Kolejconsult & servis, s. r. o., Brno

TEXT: Ing. Marek Bednár, Ing. Ján Snopko
FOTO a OBRÁZKY: Tarosi c.c., s. r. o.

Marek Bednár a Ján Snopko sú projektanti podzemných stavieb v spoločnosti Tarosi c.c., s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske Stavby/Inženýrské stavby